薄煤层泵送矸石充填技术在王河煤矿探究及应用

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1、薄煤层泵送歼石充填技术在王河煤矿探究及应用鹤煤公司王河煤矿主要开采一1煤层，煤层平均厚1.09m,采用全部垮落法管理顶板，由于顶板垮落造成地表沉降，对地面建筑物造成影响，为了保护地表的完整性，不破坏地表原状，解决"三下”压煤，最大限度回收煤炭资源。我矿与河南工程学院、山东泰安恒驰工贸有限公司合作，在10903工作面进行泵送歼石充填项目的技术研究。泵送破碎歼石管道充填采空区技术具有系统简单、充填能力大、充填效率高,能够处理井下原生歼石，实现歼石不升井，充填密实度高等优点。本项目的研究成果将产生广泛的

2、社会效益和巨大的经济效益，具有广泛的推广应用前景。矿井概况王河煤矿位于荥巩煤田中部，荥密背斜的北翼，总体为一向北倾斜的单斜构造，走向约N1050E,倾角一般130,构造简单，属于低缓丘岭地形，基岩大面积被第四系掩盖，仅有零星露头。矿井地质条件简单，构造以近南北向的正断层为主，落差一般在lm以下，对矿井开釆影响不大。除此之外，顶板裂隙和沿走向分布的宽缓褶皱均对开采影响不大。矿井主要可采煤层一1煤层，该煤层赋存稳定，厚度基本均匀，平均厚度1.09m,中间一般含一层0.Im夹歼，岩性为灰质泥岩、砂质泥岩

3、。本矿正常涌水量为1100m3/h,矿井最大涌水量为1800m3/ho历年来矿井瓦斯鉴定均为瓦斯矿井。项目实施地点及工作面基本情况本项目选择在地面上村庄稠密的109采区，为井田中部王河水库和我矿工业场地所占压的煤炭资源。充填地点选择在地面刘河镇下10903工作面。工作面煤层情况工作面地面对应位置位于刘河镇王河村，地形属丘陵阶地。上方大部分区域为村庄，村庄内多数为居民小楼。该工作面开采石炭系太原群一1煤层，该煤层赋存稳定，煤层总体走向N105❷瘾，倾向N15❷癖，煤层倾角12〜14❷埃骄汉？.09m

4、,煤厚均匀稳定，埋深约247.47〜309.8m。一1煤层为黑色块状无烟煤，以亮煤为主，含一层0.05〜0.Im的夹歼。煤层硬度大，f值在2〜3之间，容重1.6T/m3,煤层结构简单。地质构造及水文地质煤层直接顶为太原组L1灰岩，岩溶裂隙发育，富水性强，顶板岩层较为完整，但具有明显的分层现象，可以随放顶而冒落；煤层底板为本溪组铝土质泥岩，其下为奥陶系灰岩强含水层。目前矿井实际涌水量为1300m3/ho该工作面实施歼石充填采煤工艺，其目的是保护工作面上方地表村庄建筑物，阻止一1煤顶板含水岩层断裂，减

5、少矿井涌水量，即可回收村庄下呆滞煤量，又可减轻王河煤矿的排水压力，是实施歼石充填理想的试验场地。该区煤层地层为一单斜构造，从10903工作面上顺槽和下顺槽掘进揭露的地质情况分析，本工作面范围内未发现大的断层，但存在有小型断层，对工作面回采会造成一定影响。回采工艺流程工作面采用走向长壁后退式布置，炮采采煤工艺，爆破落煤，人工擢煤，采用刮板运输机和胶带输送机相结合的方式运煤，歼石充填管理顶板。工作面采用（3・5）排顶板控制，最小控顶距3.2m（三排）,最大控顶距5.6m（五排），如图所示。工作面基本支

6、护：采用DZ12-30/100.DZ14-30/100单体液压支柱点柱支护。充填工艺及流程充填工艺流程见下图所示充填工艺工作面推采达到最大控顶距时，充填管路敷设在次边排支架空档内。按照“见五充二，自下向上”顺序，分段回柱充填，分段长度为10〜15m。在充填点处输送管路上安装90❷巴涔茎敛煽涨？靠边排用竹芭或菱形网、塑料彩布封闭，竹芭或菱形网由细铁丝将彩布固定在单体支柱上，彩布由底板铺至顶板，不得留有缝隙，倾斜压茬不得小于0.5m。边排单体支柱密度比正常支设密度大一倍，形成密集支柱，支柱间距不得大于

7、0.3m。一个循环充填完毕，下一个循环解开固定彩布的铁丝，将竹笆、菱形网与彩布回收，移至下一个循环继续使用。每三个循环更换一次彩布，竹笆或菱形网可随时更换。在工作面上顺槽下方用塑料袋装碎歼石垒砌3m宽的歼石带，作为沿空留巷的巷帮支护，将上顺槽保留下来。在充填过程中，由注浆站向充填点引两条注浆管路，向采空区喷洒添加剂，一路输送主剂，一路输送辅剂，两种材料与歼石充分结合，使之与石干石中的水份和粉末混合，快速凝固，及时支撑顶板。充填安全技术措施启动输送泵前，认真检查输送管路接头处对接是否严密，检查输送管

8、路的固定状况，发现对接不严或管路固定不牢靠等情况立即处理，否则不能启动输送泵。充填时要密切观察工作面及充填区顶板动态，发现异常现象（如：巨大的震顶声，顶板来压显现强烈或出现台阶下沉现象等），必须立即发出警报，撤离所有人员，待顶板稳定后，方可继续施工。每一段充填完后，用电话联系输送泵站停止供料，然后方可掐缩管路及回柱工作。处理管内存留歼石余歼采用高压注液枪进行清理。冲洗管路时，人员必须侧式操作避开管子口，防止蹦出的泥浆对人员造成伤害。拆卸后的管子，摆放在充填区前方支柱空档内，码放整齐